KR20040019216A - 디스플레이 전원 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자에 연결되어 전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력을 로우(LOW)로 떨어 뜨리기 위한 기계 스위치를 포함하는 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치는 상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 출력과 연결되어 2차측에 직류전압을 출력시키는 스위칭 변압기와, 상기 스위칭 변압기의 출력단에 연결되어 직류전원의 출력을 턴 온/오프 시키는 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부를 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자에 연결되어 전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력을 로우(LOW)로 떨어 뜨리기 위한 기계 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이 전원 장치{A DISPLAY POWER SUPPLY}
본 발명은 디스플레이 장치에 있어서 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전원절약시스템(DMPS; Display Power Management System)이란 컴퓨터 시스템의 사용상태에 대응하여 컴퓨터 주변장치인 디스플레이장치의 전원을 관리함으로써 전원을 절약할 수 있도록 하는 기능을 말한다.
컴퓨터는 컴퓨터 시스템의 사용상태에 대응하여 서로 다른 전원 관리 상태를 실현하기 위하여 수평 동기 신호와 수직 동기 신호를 디스플레이장치에 선택적으로 공급하거나 차단하고, 디스플레이장치에서는 컴퓨터로부터 수평 동기 신호와 수직 동기 신호가 입력되는 상태에 대응하는 전원관리상태를 수행한다. 이때의 전원관리상태는 정상상태, 스탠바이 상태, 서스펜드 상태, 파워오프 상태로 구분되고 있다.
여기서, 정상상태는 수평 동기 신호와 수직 동기 신호의 펄스 출력이 모두 나타나고, 스탠바이 상태는 수직 동기 신호의 펄스 출력만이 나타난다. 또한, 서스펜드 상태는 수평 동기 신호의 펄스 출력만이 나타나고, 파워오프 상태는 수평 동기 신호와 수직 동기 신호의 펄스 출력이 모두 나타나지 않는다.
이러한 전원관리상태는 컴퓨터 시스템이 사용되지 않는 시간의 지속적인 경과에 대응하여 순차적으로 정상상태 모드에서 스탠바이 상태모드로, 스탠바이 상태모드에서 서스펜드 상태모드로, 서스펜드 상태모드에서 파워오프 상태모드로 전환하며, 이때의 소비전력은 정상상태일 경우 80W 정도가 되고, 스탠바이 상태일 경우 65W 이하가 되며, 서스펜드 상태일 경우 25W 이하가 되고, 파워오프일 경우 5W 이하가 되도록 디스플레이장치 제품의 규격을 정해놓고 있다.
그러나, 일반적으로 노멀 모드, 서스펜드 모드 및 오프 모드의 세가지 상태 모드로 분류하고, 소비전력은 노멀 모드일 경우 100W 정도로 하고 , 서스펜드 모드일 경우 15W 이하로 하며, 오프 모드일 경우 5W 이하가 되도록 정하기도 한다. 이와 더불어 디스플레이장치에 따라서는, 각 모드의 지속적인 유지시간 등을 사용자의 의도에 따라 직접 설정해줄 수도 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이장치의 전원절전모드를 수행하기 위한 절전회로의 블록도이다.
도시된 바와 같이, PWM 구동 IC(10)와, 스위칭 변압기(TR1)와, PC 본체로부터 입력되는 수평동기신호(Hsync)와 수직동기신호(Vsync)가 입력되는지의 여부를 판단하여 서스펜드 제어신호 또는 오프 모드 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(40)와, 상기 스위칭 변압기(TR1)에 구비된 하나의 2차측 권선(N2)의 출력단에 연결되어 마이크로 컴퓨터(40)로부터 입력되는 서스펜드모드 제어신호에 따라 턴오프되어 후단으로 출력되던 DC 전압이 차단되도록 하는 제1 스위칭 회로부(20)와, 상기 스위칭 변압기(TR1)에 구비된 다른 하나의 2차측 권선의 출력단에 연결되어 마이크로 컴퓨터(40)로부터 입력되는 오프모드 제어신호에 따라 턴오프되어 후단으로 출력되던 DC 전압이 차단되도록 하는 제2 스위칭 회로부(30)로 구성된다.
상기 스위칭 변압기(TR1)를 통해 2차측 권선(N2)으로 유기된 에너지는 다시 다이오드(DO1, DO2, DO3)와 평활용 콘덴서(C01, C02, C03)를 거쳐 1차측 및 2차측의 권선비에 따른 DC 전원(VOUT1, VOUT2, VOUT3)으로 각각 변환되어 출력되게 된다.
상기 마이크로 컴퓨터(40)는 직류전원 중 하나(VOUT1)를 구동전원으로 인가받아 동작되며, PC 본체로부터 입력되는 수평 동기신호, 수직 동기신호에 따라서,만약 PC 본체에서 입력되는 수평 동기신호 또는 수직 동기신호가 없다면 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 출력측에 구비된 제1 스위칭 회로부(20)를 턴오프되도록 하여 서스펜드 모드를 구현하고, PC 본체에서 수평 동기신호 및 수직 동기신호가 모두 입력되지 않는다면 상기 마이크로 컴퓨터(40)는 제2 스위칭 회로부(30)를 턴오프되도록 하여 오프 모드를 구현하여, 디스플레이장치의 전원절전 모드를 구현하게 된다.
그러나, 상기와 같은 동작을 하도록 하기 위해 오프 모드 상태에서도 상기 마이크로 컴퓨터(40)에 항시 전원(VOUT1)을 공급하도록 함으로써 항상 일정한 소비전력(3 ~ 4W)을 소모하는 단점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 인식하고 이를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자에 연결되어 전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력을 로우(LOW)로 떨어 뜨리기 위한 기계 스위치를 포함하는 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자와 상기 기계 스위치와의 사이를 연결하는 제한저항을 포함하여 과도한 전류가 상기 에러 증폭기(error amplifier)에 흐르는 것을 방지하는 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 디스플레이장치의 전원절전모드를 수행하기 위한 절전회로의 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 디스플레이 전원 장치의 일례를 나타내는 블록도이다.
<도면 부호의 간단한 설명>
10 ... PWM 구동 IC 20 ... 제1 스위칭 회로부
30 ... 제2 스위칭 회로부 40 ... 마이크로 컴퓨터
50 ... 기계 스위치 OP1 ... 에러 증폭기
OP2 ... 연산 증폭기 RS1 ... RS 플리플롭
Q1, Q2, Q3 ... 트랜지스터 TR1 ... 스위칭 변압기
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치는 상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 출력과 연결되어 2차측에 직류전압을 출력시키는 스위칭 변압기와, 상기 스위칭 변압기의 출력단에 연결되어 직류전원의 출력을 턴 온/오프 시키는 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부와, 상기 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부를 제어하는 마이크로 컴퓨터와, 상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자에 연결되어 전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력을 로우(LOW)로 떨어 뜨리기 위한 기계 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전원오프시 상기 에러 증폭기로부터 그라운드(ground)로 전달되어 흐르는 전류의 크기를 제한하기 위하여 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자와 상기 기계 스위치와의 사이를 연결하는 제한저항을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치를 이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치의 일례를 보여주는 블록도이다.
펄스 폭 변조(pulse width modulation) 구동 집적회로(IC)는 스위칭 전원에서 구동 IC로 쓰여지고 있다. 동작에 대해서 간단히 설명하면 다음과 같다.
전원이 공급되면 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC, 10)는 에러 증폭기(error amplifier, OP1)를 통하여 안정화 되고, 상기 에러 증폭기(OP1)의 출력 전압이 내부 다이오드(D1, D2), 저항(R1, R2)에 의하여 연산 증폭기(OP2)의 전류 센스 기준 입력(current sense reference input)이 된다.
상기 연산 증폭기(OP2)는 최종 출력 트랜지스터(Q3)에 흐르는 전류가 저항(RO3, RO4)을 통하여 피드백(feed back)되는 양을 감지하고 비교하여 RS 플리플롭(RS1)으로 통제된 입력을 보낸다. RS 플리플롭(RS1)은 내부 오실레이터(oscilator)와 상기 연산 증폭기(OP2)의 출력에 의해 변조된 구형파를 만들어 익스클루시브(EX1) 게이트로 보낸다.
익스클루시브(EX1) 게이트는 RS 플리플롭(RS1)에 의해 트리거되어, 출력을 트랜지스터(Q1, Q2)의 베이스로 보내고, 상기 트랜지스터(Q1, Q2)는 버퍼(buffer) 및 푸쉬-풀(push-pull) 기능으로 최종 제어된 구형파를 트랜지스터(Q3)의 게이트로 저항(RO2)을 통하여 보낸다. 상기 트랜지스터(Q3)는 게이트 스위칭 구동전압에 따라, 스위칭 변압기(TR1)를 구동시켜 상기 스위칭 변압기(TR1)의 2차측에 필요로 하는 전력을 만들어 준다.
상기 스위칭 변압기(TR1)의 2차측에 인가된 전력을 종래에는 각 전원상태에 따라서 마이크로 컴퓨터의 제어에 의해 스위칭 회로부를 턴온/턴오프 시켜 전원모드를 구현한다. 이때 오프 모드시에도 마이크로 컴퓨터(40)에 항시 전원(VOUT1)을 공급하도록 하기 위해서 3 ~ 4W의 소비전력이 소모되는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위한 본 발명의 특징은 다음과 같다.
상기 에러 증폭기(OP1)의 출력단자와 (-)입력단자에 양단이 연결되어 있는 콘덴서(CO5)와 저항(RO5)은 네거티브 피드백(Negative feedback)이고, 상기 에러 증폭기(OP1)의 출력단자를 로우(low)로 떨어뜨리면 최종 출력인 트랜지스터(Q1, Q2)의 이미터 출력단자(A)의 출력은 0이된다.
기계 스위치(50)를 2번으로 연결하면 상기 에러 증폭기(OP1)의 출력은 그라운드(ground)와 접속이 되고, 상기 에러 증폭기(OP1)의 출력은 로우(low)로 떨어지며 전원이 끊긴다. 전원을 켜기 위해 스위치를 3번으로 연결하면 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)가 정상적으로 동작하여 전원이 공급된다.
따라서, 평상시에는 종래와 같이 전원절전 모드 상태를 구현하다가, 필요에 따라 전원오프시에 기계 스위치를 이용하여, 에러 증폭기(OP1)의 출력단자를 로우(low)로 떨어뜨리면, 상기 마이크로 회로가 구동되기 위해 필요한 소비전력 3 ~ 4W의 전력소모를 줄일 수 있다.
상기 스위치를 턴온/턴오프하는 동작시에 상기 에러 증폭기(OP1)의 전류가 그라운드(ground)로 전달되어, 큰 전류가 흐르게 될 위험과 이로 인한 상기 에러 증폭기(OP1)의 손상을 막기 위해서, 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자와 상기 기계 스위치와의 사이에 제한저항(Rlim)을 연결한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 디스플레이 전원 장치를 이용하는 경우에는 다음과 같은 효과가 얻어진다.
첫째, 종래에는 전원 오프시에도 PWM 구동 IC를 최소한으로 동작시키기 위해서 3 ~ 4W의 소비전력이 소모되었다. 그러나 본 발명은 기계 스위치를 에러 증폭기의 출력단에 기계 스위치를 연결하여, 전원 오프시 에러 증폭기의 출력단을 로우(low)로 떨어뜨려, 전원을 끊기게 함으로써, 3 ~ 4W의 소비전력을 없앨 수 있는 효과가 있다.
둘째, 에러 증폭기의 출력단과 기계 스위치 사이에 제한저항을 연결함으로써 기계 스위치의 턴온/턴오프 동작시에 에러 증폭기에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치에 있어서,
    상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 출력과 연결되어 2차측에 직류전압을 출력시키는 스위칭 변압기와,
    상기 스위칭 변압기의 출력단에 연결되어 직류전원의 출력을 턴 온/오프 시키는 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부와,
    상기 제1 스위칭 회로부 및 제2 스위칭 회로부를 제어하는 마이크로 컴퓨터와,
    상기 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)의 에러(error) 증폭기의 출력단자에 연결되어 전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력을 로우(LOW)로 떨어 뜨리기 위한 기계 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    전원오프시 상기 에러 증폭기(error amplifier)로부터 그라운드(ground)로 전달되어 흐르는 전류의 크기를 제한하기 위하여, 상기 에러 증폭기(error amplifier)의 출력단자와 상기 기계 스위치와의 사이를 연결하는 제한저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동 집적회로(PWM 구동 IC)를 포함하는 디스플레이 전원 장치.
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